ES2333444T3 - Etiqueta resonante para fijar sobre un soporte de datos provisto de una metalizacion. - Google Patents

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Abstract

Soporte de datos (20) tal como un CD, un DVD o una unidad MO, el cual está provisto de una superficie metalizada como capa reflectora óptica, el cual presenta una zona interior no grabada con datos alrededor de un orificio central (21) y está provisto, para hacer posible su identificación electromagnética a distancia con la ayuda de una frecuencia en la banda RF, de una etiqueta resonante RFID (Radio Frequency Identification) (30) ajustada a la indicada frecuencia y pegada en la arriba mencionada zona alrededor del orificio central, la cual está provista por su parte de un chip semiconductor (31), en el cual las informaciones específicas relativas a este soporte de datos (20) particular están o pueden ser memorizadas y cuyo chip semiconductor (31) puede abastecerse de energía eléctrica y puede enviar y recibir señales electromagnéticas a través del circuito oscilante de la etiqueta resonante RFID (Radio Frequency Identification) (30), caracterizado por que, para la mejora de su identificación electromagnética a distancia, el soporte de datos (20) está unido con una etiqueta resonante (10) suplementaria también pegada sobre el mismo alrededor del orificio central (21) y ajustada a la indicada frecuencia, y donde la etiqueta resonante (10) suplementario presenta, sobre un substrato de láminas (11) específico, una espira exterior (12) que forma parte de su circuito de resonancia (12-18), cuya espira exterior está situada esencialmente a lo largo del borde exterior del soporte de datos.

Description

Etiqueta resonante para fijar sobre un soporte de datos provisto de una metalización.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a una etiqueta resonante en un soporte de datos provisto de una metalización tal como un CD, un DVD o una unidad MO según el concepto general de la reivindicación 1.
Estado de la técnica
Las etiquetas resonantes con frecuencias de resonancia en la banda RF (banda de radiofrecuencia) entre 10 MHz y 20 MHz llevan tiempo siendo utilizadas como protección frente a robos de objetos. Las etiquetas resonantes, también denominadas transpondedores, están provistas de un circuito oscilante que es excitado por un campo electromagnético, ajustado a su frecuencia de resonancia, de un emisor situado, p. ej., en la zona de salida de un comercio absorbiendo energía de este campo. Esta absorción es detectada y, como consecuencia permite, p. ej., activar una alarma. Esta técnica se denomina EAS (Electronic Article Surveillance).
Desde hace algún tiempo también existen etiquetas resonantes equipadas con un chip semiconductor que está unido al circuito oscilante y que, a través de este, puede abastecerse de energía eléctrica y reaccionar con ella. En el chip semiconductor se puede almacenar información sobre la identidad del objeto que está equipado con la correspondiente etiqueta resonante y consultar o modificar dicha información a distancia mediante señales de radiofrecuencia. Esta técnica se denomina generalmente RFID (Radio Frequency Identification). La técnica RFID, además de proteger frente a robos, ofrece otras muchas opciones de aplicación, especialmente dentro de las áreas de logística e inventarios. En el área de las bibliotecas y videotecas la técnica RFID permite automatizar el sistema de gestión de préstamos y existencias.
Sin embargo, tanto en las aplicaciones EAS como también en las RFID existen problemas con aquellos soportes de datos que, como los CD, los DVD o las unidades MO, presentan una superficie metalizada como capa reflectora óptica. Esta metalización absorbe o apantalla una parte importante de la potencia del campo electromagnético generada para la comunicación con las etiquetas resonantes, que deja de estar disponible para las etiquetas resonantes. Al menos el alcance de la comunicación se ve así negativamente afectado.
Para evitar este problema, en la mayoría de los casos las etiquetas resonantes no se fijan en el propio soporte de datos sino en sus receptáculos tales como, por ejemplo, las cajas denominadas Jewel-Box en el caso de los CD o los DVD. Pero esto presenta un importante inconveniente especialmente en cuanto a la protección frente a robos, ya que por lo general los soportes de datos pueden ser extraídos de sus receptáculos. En el caso del control de existencias, un soporte de datos podría estar contenido en un receptáculo incorrecto. Por tanto, existe la necesidad de poder equipar también a los propios soportes de datos metalizados con etiquetas resonantes.
Las etiquetas resonantes RFID especiales colocadas en los soportes de datos y mencionadas al comienzo tienen forma de anillo circular y están pegadas alrededor del orificio central en la zona interior no grabada con datos, y por ello no siempre metalizada, de estos soportes de datos, donde también se detectan con ciertas limitaciones. Pero en los soportes de datos como los CD o DVD que están totalmente metalizados, incluso en la zona interior mencionada, estas etiquetas resonantes especiales ya no funcionan.
Por lo general existe la tendencia a conformar las etiquetas resonantes con el tamaño mínimo posible ya que de esta manera se ahorra material en la fabricación y la fabricación de las etiquetas resonantes en su conjunto resulta más racional y económica. Asimismo también se desea que las etiquetas resonantes en los objetos provistos de las mismas por lo general ocupen el mínimo espacio posible sin llamar la atención ni molestar.
En la patente EP 1 302 893 A1 se describe un soporte de datos optoelectrónico con una etiqueta resonante RFID de tamaño grande que está provisto de una espira que se extiende básicamente a lo largo del borde exterior del soporte de datos.
En la patente DE 199 63 157 A1 se describe un soporte de información en forma de disco en el cual está dispuesta una espira de antena exterior también a lo largo del borde exterior del soporte de datos con un emisor/receptor cerca de su orificio central. Estos componentes, que forman un circuito oscilante, están integrados en el soporte de datos o, en el caso de la espira de antena, metalizados al vacío en el soporte de datos.
En la patente DE 199 20 449 A1 se describe un chip de memoria y una disposición en antena pegados sobre un medio óptico de grabación según un soporte de datos de la técnica considerada, en donde el chip de memoria está dispuesto en el anillo interior, supuestamente no grabado con datos, y la disposición en antena está dispuesta también en este anillo o en la periferia exterior del soporte de datos.
En la patente EP 0 996 124 A1 se describe un soporte óptico de datos con un chip de memoria y una disposición en antena, dispuestos ambos en la periferia exterior del soporte de datos.
En la patente EP 1031 939 se revela una tarjeta chip con formato de tarjeta de crédito que tiene un módulo de chip así como un circuito oscilante con dos bobinas. Las espiras de una de estas bobinas están dispuestas básicamente a lo largo del borde exterior de la tarjeta. La otra bobina está acoplada con otra bobina perteneciente al módulo de chip para formar un transformador.
Explicación de la invención
El objeto de la presente invención es describir cómo mejorar la comunicación con un soporte de datos que tiene una superficie metalizada tal como un CD, un DVD o una unidad MO del tipo mencionado al comienzo o con la etiqueta resonante colocada en el mismo o, en el caso de soportes de datos totalmente metalizados, cómo permitir esta comunicación.
Este objeto se consigue de acuerdo con la invención mediante un soporte de datos con las características de la reivindicación 1.
Mediante la espira exterior guiada alrededor del máximo perímetro posible de la presente etiqueta resonante se crea una estructura de antena que de forma sorprendente permite recibir o emitir una potencia tal que permite establecer la comunicación deseada incluso en el caso de soportes de datos con metalización completa.
De acuerdo con una primera realización preferida, la presente etiqueta resonante también presenta como parte de su circuito oscilante eléctrico como mínimo una espira interior, en donde entre la espira exterior y la al menos una espira interior existe una separación mayor, preferiblemente de al menos aproximadamente la mitad del radio de la espira exterior. En la mayoría de las aplicaciones bastará con solo una, o como mucho dos, espiras interiores. Las placas de condensador necesarias para crear la capacidad del circuito oscilante pueden disponerse en la zona de separación entre la espira exterior y como mínimo una espira interior.
La presente etiqueta resonante actúa con respecto a la etiqueta RFID especial como una "Booster-Label", como se detallará a continuación.
Normalmente la presente etiqueta resonante está conformada en base a un substrato plano eléctricamente aislante sobre el cual se encuentran dispuestas las espiras mencionadas y las placas de condensador como cableados planos. Para que se pueda reconocer la rotulación normalmente presente en los soportes de datos o la inscripción también normalmente presente, el substrato es transparente. Esto también es aplicable a los medios utilizados para fijar el substrato sobre el soporte de datos, pudiéndose aquí utilizar simplemente una capa adhesiva transparente.
En la primera realización preferida, el reconocimiento de la rotulación o de la inscripción existente sobre el soporte de datos no se ve dificultado dado que la presente etiqueta resonante, en particular si está conformada para una frecuencia de resonancia de 13,56 MHz, sólo lleva dos o como mucho tres espiras estrechas para crear la inductividad del circuito oscilante o la estructura de antena y que entre la espira exterior y la al menos una espira interior existe una separación relativamente amplia. Por esta razón, las espiras prácticamente no resaltan visualmente contra el fondo de la inscripción. Lo mismo ocurre con las placas del condensador, incluso si están dispuestas en la zona de separación entre las espiras, porque las placas pueden ser conformadas con una superficie relativamente reducida también para la frecuencia mencionada.
Para poder disponer la presente etiqueta resonante de forma óptima en un CD, en un DVD o en una unidad MO, esta tiene preferiblemente forma anular, en particular forma de anillo circular. De esta forma no genera desequilibrios perturbadores en los soportes de datos cuando estos son reproducidos.
La metalización de los soportes de datos, además de los efectos de absorción y apantallamiento mencionados, también produce una cierta desintonización del circuito oscilante debido a las denominadas capacitancias, lo que puede dar lugar a que la frecuencia de resonancia de la etiqueta resonante ya no coincida con la suficiente precisión con la frecuencia a la que está ajustado el resto del sistema electrónico, en particular los emisores y receptores para detectar las etiquetas resonantes. La forma adecuada para contrarrestar este efecto es realizar una cierta desintonización previa del circuito oscilante o aumentar, aunque de forma mínima, la separación entre la etiqueta resonante y el soporte de datos para reducir las capacitancias p. ej., aplicando una capa adhesiva especialmente gruesa o una capa intermedia adicional, en particular una capa con una constante dieléctrica e especialmente baja.
Las dos etiquetas resonantes preferiblemente están dispuestas en acoplamiento electromagnético mutuo. Lógicamente los circuitos oscilantes de ambas etiquetas resonantes deben estar ajustados con la máxima precisión a la misma frecuencia de resonancia. En caso necesario, deberá realizarse la desintonización antes mencionada de las frecuencias de resonancia.
Un acoplamiento electromagnético mutuo especialmente favorable se obtiene cuando se dispone la etiqueta resonante RFID totalmente dentro de las espiras de la presente etiqueta resonante. En esta zona se concentra el campo electromagnético de un emisor externo a través de la presente etiqueta resonante. Y a la inversa, una señal generada por una etiqueta resonante RFID es recibida por la presente etiqueta resonante desde allí de forma óptima y emitida hacia el exterior de forma más eficaz. De esta forma, la presente etiqueta resonante funciona con respecto a la etiqueta resonante RFID casi como un captador de ondas o "booster".
De acuerdo con la invención sólo la pequeña etiqueta resonante RFID está provista de un chip semiconductor. Por lo general resulta más económico equipar con un chip semiconductor a las etiquetas más pequeñas que a las grandes.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se detalla la invención mediante ejemplos de realización junto con los correspondientes dibujos. Los dibujos muestran lo siguiente:
La Fig. 1 es una primera realización de la presente etiqueta resonante, en donde la Fig. 1a es una vista de su parte anterior y la Fig. 1b ilustra esquemáticamente el corte (A-A);
la Fig. 2 muestra la etiqueta resonante de la Fig. 1 pegada en un CD; y
la Fig. 3 muestra el CD de la Fig. 2 con una etiqueta en su zona central, que en este caso es una etiqueta RFID.
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Modos de ejecución de la invención
La etiqueta resonante 10 de la Fig. 1 presenta en un substrato de láminas 11 transparente en forma de anillo circular con un agujero central tanto en su parte anterior como en la posterior cableados planos p. ej., de aluminio, los cuales juntos forman un circuito oscilante eléctrico con bobina o inductividad y condensador o capacidad. El circuito oscilante puede estar ajustado, p. ej., a una frecuencia en la banda RF de 13,56 MHz. En la parte anterior representada en la Fig. la los cableados planos comprenden una espira exterior 12, una espira interior 13 así como una línea de enlace 14 entre la espira exterior 12 y la espira interior 13. Al extremo libre de la espira exterior 12 está unida una primera placa 15 de condensador y al extremo libre de la espira interior una zona 16 de contacto. Una segunda placa 17 de condensador que se corresponde con la primera placa 15 de condensador está conformada en la parte posterior del substrato de láminas cubriendo a la primera placa 15 de condensador y, dada la transparencia del substrato de láminas, es parcialmente visible a través de este. Mediante una metalización 18 de agujeros fabricada, p. ej., mediante unión de cables, la zona 16 de contacto está unida eléctricamente con la segunda placa 17 de condensador posterior a través del substrato de láminas 11. La parte posterior del substrato 11 está también provista de una capa adhesiva 19 también transparente.
Entre la espira exterior 12 y la espira interior 13, que juntas forman la inductividad del circuito oscilante, existe una importante separación no muy habitual. En esta zona de la separación sólo están dispuestas las placas 15 y 17 de condensador. La espira exterior 12 encierra en total una superficie relativamente grande.
La Fig. 2 muestra la etiqueta resonante 10 de la Fig. 1 en una vista superior adherida con la capa adhesiva 19 sobre un CD 20 identificado con un entramado basto que, como suele ocurrir en los CD, está provisto de una capa reflectora metálica. El tamaño de la etiqueta resonante 1 está ajustado al tamaño del CD 20 de manera que alcanza con bastante precisión hasta su borde exterior. Por ello, la espira exterior 12 de la etiqueta resonante 10 se extiende básicamente a lo largo del borde exterior del CD 20. Esta conformación permite detectar bien la etiqueta resonante 10 incluso encima de la capa de metalización del CD 20.
En la zona de separación entre la espira exterior 12 y la espira interior 13 es posible reconocer a través del substrato de láminas transparente 11 así como a través de la capa adhesiva transparente 19 la superficie del CD 20 y cualquier inscripción que pudiera existir. De esta forma, la etiqueta resonante 10, a pesar de su tamaño, también puede ser colocada en CD pregrabados dejando su inscripción visible. Ambas placas de condensador 15 y 17 prácticamente no suponen para ello una interferencia.
En la Fig. 3 se muestra la etiqueta resonante 10 de la Fig. 1 pegada en un CD 20 junto con una etiqueta resonante 30 básicamente más pequeña que también tiene forma de anillo circular y está dispuesta de forma concéntrica con ella. En este caso se trata de, p. ej., una etiqueta resonante especial como las mencionadas al principio. El diseño de esta etiqueta resonante 30 no se muestra con más detalle en la Fig. 3 y tampoco reviste mayor importancia para la presente consideración. Sin embargo, está por ejemplo provista de varias espiras, preferiblemente dispuestas a lo largo de su borde exterior alrededor de su centro para formar una inductividad de circuito oscilante. Además está equipada con un chip semiconductor 31 y, por tanto, conformada como etiqueta RFID. No tiene que ser transparente. Mediante una capa adhesiva posterior puede pegarse, por ejemplo, en el CD 20 alrededor de su agujero central.
En la disposición representada, la etiqueta resonante 10 de mayor tamaño actúa con respecto a la etiqueta resonante 30 más pequeña como un captador de ondas ya que capta el campo electromagnético de un emisor externo con la máxima eficacia y lo envía mediante acoplamiento electromagnético a la presente etiqueta resonante 30 que está en el interior. A la inversa, la etiqueta resonante 10 capta de forma eficaz las señales enviadas por la presente etiqueta resonante 30 y las envía hacia el exterior de forma más eficaz. La presente etiqueta resonante 30 en esta disposición sigue siendo detectable y estando disponible aún en el caso de que el CD 20 se encuentre totalmente metalizado, es decir, por el interior hasta su agujero central 21.
Resulta favorable para el acoplamiento mutuo de ambas etiquetas resonantes 10 y 30 que la espira interior 13 de la etiqueta resonante 10 esté dispuesta bastante hacia el interior y, por tanto, a una distancia reducida de las espiras (no representadas) de la presente etiqueta 30. Variando el radio de la espira interior 13 puede ajustarse ventajosamente este grado de acoplamiento dentro de ciertos límites según las necesidades.
Las presentes etiquetas resonantes pueden estar equipadas con más de un total de sólo dos espiras. Así que podría haber dos espiras interiores muy próximas entre sí. Por lo general más espiras significarían mayor flujo de campo transformado y, por tanto, mayor tensión en el chip semiconductor que, por lo tanto, reaccionaría antes. Por otro lado, sin embargo, resulta deseable utilizar un mínimo de espiras aunque no sea más que porque resulta deseable cubrir al mínimo la superficie de los soportes de datos en aquella zona donde normalmente se encuentra una inscripción.
Lista de designaciones
10
Etiqueta resonante
11
Substrato de láminas
12
Espira exterior
13
Espira interior
14
Línea de enlace
15
Primera placa de condensador
16
Zona de contacto
17
Segunda placa de condensador
18
Conexión de paso
19
Capa de adhesivo
20
CD
21
Orificio central del CD
30
Etiqueta resonante - RFID (Radio Frequency Identification)
31
Chip semiconductor de la etiqueta resonante - RFID.

Claims (10)

1. Soporte de datos (20) tal como un CD, un DVD o una unidad MO, el cual está provisto de una superficie metalizada como capa reflectora óptica, el cual presenta una zona interior no grabada con datos alrededor de un orificio central (21) y está provisto, para hacer posible su identificación electromagnética a distancia con la ayuda de una frecuencia en la banda RF, de una etiqueta resonante RFID (Radio Frequency Identification) (30) ajustada a la indicada frecuencia y pegada en la arriba mencionada zona alrededor del orificio central, la cual está provista por su parte de un chip semiconductor (31), en el cual las informaciones específicas relativas a este soporte de datos (20) particular están o pueden ser memorizadas y cuyo chip semiconductor (31) puede abastecerse de energía eléctrica y puede enviar y recibir señales electromagnéticas a través del circuito oscilante de la etiqueta resonante RFID (Radio Frequency Identification) (30), caracterizado por que, para la mejora de su identificación electromagnética a distancia, el soporte de datos (20) está unido con una etiqueta resonante (10) suplementaria también pegada sobre el mismo alrededor del orificio central (21) y ajustada a la indicada frecuencia, y donde la etiqueta resonante (10) suplementario presenta, sobre un substrato de láminas (11) específico, una espira exterior (12) que forma parte de su circuito de resonancia (12-18), cuya espira exterior está situada esencialmente a lo largo del borde exterior del soporte de datos.
2. Soporte de datos según la reivindicación 1, caracterizado por que la etiqueta resonante suplementaria (10) presenta además por lo menos una espira interior (13) que forma parte de su circuito oscilante (12-18), con un intervalo importante entre la espira exterior (12) y por lo menos una espira interior (13), preferentemente de por lo menos aproximadamente la mitad del radio de la espira exterior (12).
3. Soporte de datos según la reivindicación 2, caracterizado por que la etiqueta resonante suplementaria (10) presenta dos espiras interiores estrechamente próximas.
4. Soporte de datos según una cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado por que la etiqueta resonante suplementaria (10) presenta, en el intervalo entre la espira exterior y por lo menos una espira interior, dos placas de condensador (15, 17) superpuestas una sobre la otra sobre las caras opuestas y que forman parte de su circuito oscilante (12-18).
5. Soporte de datos según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por que la espira exterior (12) y por lo menos una espira interior (13) de la etiqueta resonante suplementaria (10) presentan cada uno dos extremos, en el que un extremo de la espira exterior (12) está conectado a través de una línea de enlace con un extremo de la espira interior (13) y en el que cada uno de los otros extremos está conectado con un extremo de cada una de las placas de condensador (15, 17).
6. Soporte de datos según una cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado por que todos las espiras (12, 13) y las placas de condensador (15, 17) se realizan en forma de pistas conductoras sobre el substrato de
láminas (11).
7. Soporte de datos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los circuitos oscilantes de la etiqueta RFID (30) y de la etiqueta resonante suplementaria (10) sobre el soporte de datos (20) están ajustados a la misma frecuencia de resonancia dentro del rango entre 10 MHz y 20 MHz, y particularmente a
13,56 MHz.
8. Soporte de datos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la etiqueta resonante suplementaria (10) presenta medios para disminuir la influencia de las capacidades parásitas generadas por el objeto sobre su frecuencia de resonancia.
9. Soporte de datos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la etiqueta resonante RFID (30) y la etiqueta resonante suplementaria (10) están dispuestas sobre el soporte de datos en acoplamiento mutuo electromagnético entre caras opuestas.
10. Soporte de datos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la etiqueta resonante RFID (30) está dispuesta para estar totalmente comprendida dentro de la etiqueta resonante suplementaria (10), particularmente de un modo concéntrico con ella.
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